波浪作用下斜坡海床上管道周圍沖刷試驗研究.pdf

1、斜坡海床上輸油管道所處的海洋環(huán)境極其惡劣，一旦失事將造成重大的經(jīng)濟損失和環(huán)境污染。長期在波浪作用下管道附近床面極易造成沖刷，導致管道局部懸空，對于管道安全造成威脅。因此，深入研究斜坡海床上管道周圍床面沖刷對于管道安全運行十分重要。
　　本文在多功能水槽中鋪設1∶15的斜坡海床進行試驗研究，其中采用中值粒徑為0.52mm原型沙和外徑為50mm的PVC管模擬輸油管道。通過浪高儀測量沿程波面變化，利用三維地形儀和剖面流速儀測量波浪作用下

2、管道周圍地形和管道前后斷面流速。通過測量和計算沿程平均波高、管后沖刷坑深度、沙壩和沙坑到坡腳的距離，分析沙質(zhì)斜坡海床上波浪要素和管道位置變化引起的床面形態(tài)演變對管道周期沖刷的影響。
　　研究結果表明:在沙質(zhì)斜坡海床上，隨著管道擱置位置距離坡腳越遠，即管道擱置位置水深與深水水深比值△=h0/h越小，管后沖刷坑最大值先減小后增大;管道擱置在△=0.47處，管后沖刷坑最大值約為0.2倍管徑，對管后沖刷影響最小;管道擱置在△=0.36處，

3、沙坑距離岸灘最近，可能對近海岸建筑物產(chǎn)生不利影響;管道埋設在水深比△=0.43位置處，從管道擱置到全埋的過程可以看出，沖刷坑最大值距離管道先增大后減小，管道埋深對沙壩和沙坑的運動方向影響較小;在深水水深為35cm情況下，平均波高與水深之比小于0.35時，管后沖刷坑隨著周期增大而加深且不受破碎帶形成沙紋和沙壩影響;周期較小時，在破碎帶形成的沙壩和沙坑只發(fā)生離岸運動，周期T≥1.0s時，沖刷坑受到管后沙紋和沙壩前移使沖刷坑減小甚至可能被沙壩